傷椎CT值壓縮比對骨質(zhì)疏松壓縮性骨折椎間盤損傷的診斷價值

劉冬，仲丹，胡英良，曹愛紅

(徐州醫(yī)科大學(xué)第二附屬醫(yī)院影像中心，江蘇 徐州 221006)

椎體壓縮性骨折是骨質(zhì)疏松的常見并發(fā)癥，每年新發(fā)患者高達(dá)140萬[1]。對于脊柱椎體骨折，臨床醫(yī)師選擇治療方式時主要考慮脊柱穩(wěn)定性及神經(jīng)損傷情況，由于骨質(zhì)疏松壓縮性骨折被認(rèn)為是較為穩(wěn)定的骨折，所以在不伴有神經(jīng)損傷的情況下，臨床治療的首要目標(biāo)是恢復(fù)椎體的力學(xué)強度、緩解疼痛等[2]，而對于椎間盤的關(guān)注較少。在臨床工作中，手術(shù)治療胸腰段脊柱骨折在術(shù)后有一定的矯正角度丟失，主要是由傷椎相鄰的椎間隙高度丟失所致[3]。許多研究[4-6]表明，椎間盤損傷與脊柱后凸畸形、平衡性變差及不良預(yù)后密切相關(guān)，所以術(shù)前利用MRI評估椎間盤情況十分必要。

椎體高度丟失(loss of vertebral body height，LOVBH)是評估壓縮性骨折程度的重要指標(biāo)之一，目前臨床多用椎體前緣高度與后緣高度的比值代表LOVBH，然而，老年椎體常伴有不同程度的骨質(zhì)疏松及脂肪浸潤，導(dǎo)致椎體的硬度不同，所以在丟失高度相同的椎體壓縮性骨折中，椎體承受的沖擊力應(yīng)是不同的。已有研究[7-8]認(rèn)為椎體CT值可用于評估骨密度，所以我們假設(shè)傷椎的CT值壓縮比(CT value compression ratio，CTCR)，即傷椎的CT值與相鄰?fù)暾刁wCT值的比值，可以代表椎體承受的沖擊力，更好地反映椎體壓縮程度。本研究將探討傷椎CTCR對于椎間盤損傷的診斷價值，為具有MRI禁忌證或急診狀態(tài)下臨床醫(yī)師較快判斷患者椎間盤情況提供參考。

1 資料與方法

1.1 一般資料 本研究入選2018年1月至2020年1月因新發(fā)胸腰段(T11～L2)單椎體骨質(zhì)疏松壓縮骨折至徐州醫(yī)科大學(xué)第二附屬醫(yī)院骨科就診的91例患者。入選標(biāo)準(zhǔn)(同時滿足所有條件)：(1)年齡40～80歲的骨質(zhì)疏松患者。骨質(zhì)疏松采用雙能X線骨密度儀(dural energy X-ray adsorptiometry，DEXA)診斷，診斷標(biāo)準(zhǔn)：腰椎(L1～L4)任一節(jié)段或股骨近端T值≤-2.5 SD；(2)入院3d內(nèi)完備受傷節(jié)段脊柱CT及MRI檢查，MRI檢查提示胸腰段(T11～L2)單椎體新發(fā)壓縮性骨折；(3)病例資料完整。排除標(biāo)準(zhǔn)(滿足以下任意1條)：(1)伴有脊髓損傷、神經(jīng)系統(tǒng)癥狀需要椎管減壓的患者；(2)因合并其他疾病造成脊柱椎體骨折者，如強直性脊柱炎、椎體轉(zhuǎn)移瘤造成病理性骨折等；(3)椎體爆裂性骨折，骨折片分離導(dǎo)致椎體CT值測量不準(zhǔn)確；(4)嚴(yán)重椎體脂肪退變導(dǎo)致椎體CT值為負(fù)值。記錄入組患者壓縮性骨折的CT、MRI征象及年齡、性別、受傷節(jié)段、受傷原因。本研究經(jīng)醫(yī)院倫理委員會審查通過，所有入組患者均簽署書面知情同意書。

91例患者，男44例，女47例；年齡48～87歲，平均年齡(62.31±9.20)歲。椎間盤損傷及椎間盤完整組的患者數(shù)分別為46例及45例，兩組間性別(χ2=0.271，P=0.602)、年齡(F=8.836，P=0.248)差異無統(tǒng)計學(xué)意義。納入患者中未發(fā)現(xiàn)后方結(jié)構(gòu)骨折(posterior structures fracture，PSF)征象。患者受傷機(jī)制包括交通事故8例，擠壓傷25例，高處跌落傷26例及其他傷32例。受傷節(jié)段：T1115例，T1227例，L132例，L217例。

1.2 方法

1.2.1 壓縮性骨折的CT征象 椎體CT值的測量方法采用鄒達(dá)等[9]的測量方法，原始圖像采用多平面重建(multiplanar reconstruction，MPR)技術(shù)進(jìn)行圖像二維重建，在矢狀位MPR圖像中，將水平定位線定于測量椎體的椎弓根水平，在橫斷位圖像中避開皮質(zhì)骨、骨質(zhì)增生、椎內(nèi)靜脈叢，在松質(zhì)骨內(nèi)畫出橢圓形感興趣區(qū)(region of interest，ROI)，讀取ROI內(nèi)的平均CT值(見圖1)，記錄傷椎與上、下鄰椎的CT值，上、下鄰椎的CT值取平均值，代表未發(fā)生壓縮性骨折的鄰椎CT值。

在CT矢狀位圖像上測量如下指標(biāo)，(1)LOVBH。LOVBH定義為傷椎前緣高度與后緣高度的比值，即Ha/Hp(見圖2)。(2)局部后凸角(local kyphosis，LK)。LK定義為傷椎上下終板延長線的夾角。(3)棘突間距增寬(interspinouswidening，ISW)。ISW定義為傷椎上方的棘突中點間距較相鄰棘突間距增寬。

椎體平移(vertebral translation，VBT)定義為傷椎在矢狀位或冠狀位圖像上的相對移位。PSF定義為椎弓根、椎板或棘突的任一結(jié)構(gòu)發(fā)生骨折。

圖1 松質(zhì)骨內(nèi)橢圓形感興趣區(qū) 圖2 椎體丟失高度測量示意

1.2.2 MRI對椎間盤狀態(tài)的評估 以Sander等[4]提出的方法為參考，將椎間盤的狀態(tài)定義為0～3級。0級表示椎間盤未發(fā)生形態(tài)或信號改變。1級表示椎間盤內(nèi)可見分布較為均勻的T2WI或T2STIR高信號，代表椎間盤水腫。2級表示椎間盤周圍分布不連續(xù)的低信號的T2WI或T2STIR高信號，或在T1WI觀察到椎間盤內(nèi)高信號，代表椎間盤撕裂伴出血。3級基于2級的附加特征是椎間盤侵入椎體，環(huán)狀撕裂或疝入終板。0級和1級的椎間盤是完整的，而2級和3級的椎間盤被認(rèn)為發(fā)生損傷(見圖3)。位于傷椎上方或下方的任一椎間盤發(fā)生損傷，則認(rèn)為是椎間盤損傷陽性。

所有的測量和計算都是由2位經(jīng)驗豐富的放射科醫(yī)師在圖像存檔和通信系統(tǒng)(picture archiving and communication system，PACS)上獨立進(jìn)行的，事先患者的病歷和影像的初始診斷未知，如果圖像解釋有差異，他們通過討論達(dá)成共識。CT掃描在64層螺旋掃描儀上進(jìn)行，層厚1.4 mm，電壓120 kV，電流200 mA。磁共振成像在3.0T設(shè)備上進(jìn)行。

2 結(jié) 果

椎間盤損傷組的CTCR顯著高于椎間盤完整組(F=7.361，P<0.001)，但兩組間的Ha/Hp比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義(F=0.013，P=0.085)。其他CT征象中，兩組間的VBT比較差異有統(tǒng)計學(xué)意義(χ2=4.093，P=0.043)，兩組間的ISW(χ2=0.252，P=0.615)及LK(F=0.018，P=0.973)比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義(見表1)。

圖3 MRI上椎間盤損傷狀態(tài)分級評估

表1 兩組間CT征象比較

單變量的邏輯回歸顯示，CTCR(OR：4.388，95%CI：1.753～10.984，P=0.002)與椎間盤損傷相關(guān)，納入VBT之后的多變量邏輯回歸中，相關(guān)性仍然顯著(OR：4.686，95%CI：1.810～12.133，P=0.001)，ROC曲線顯示CTCR診斷椎間盤損傷的曲線下面積(area under curve，AUC)為0.750(95%CI：0.650～0.851，P<0.001)，截斷值為1.775(敏感度：67.42%，特異度：77.81%)，見圖4。

圖4 CTCR診斷椎間盤損傷的ROC曲線圖

3 討 論

本研究探討了傷椎的CTCR相較于Ha/Hp對于骨質(zhì)疏松壓縮性骨折椎間盤損傷的診斷價值，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，傷椎CTCR與椎間盤損傷顯著相關(guān)，當(dāng)CTCR大于1.775時，可以67.42%的敏感度和77.81%的特異度診斷椎間盤損傷。

椎間盤位于相鄰椎體之間，由上下軟骨終板、中心髓核及周圍纖維環(huán)構(gòu)成，缺乏直接的血液供應(yīng)，一旦發(fā)生損傷難以愈合，代之以瘢痕組織形成，最終造成椎間盤承重能力下降，引起晚期后凸畸形復(fù)發(fā)或加重。魏曉東等[10]研究認(rèn)為，損傷椎間盤的角度變化是導(dǎo)致患者術(shù)后后凸畸形進(jìn)展的主要原因，而椎間盤角度變化可能是椎間盤退變引起的。椎間盤損傷分型和分級主要包括Oner等[11]基于MRI信號的形態(tài)和強度提出的6種類型的椎間盤和Sander等[4]基于MRI形態(tài)和信號改變提出的4級椎間盤。其中Oner等[11]椎間盤分型未提及椎間盤損傷的嚴(yán)重程度，分型較不利于臨床推廣，目前已經(jīng)較少使用，而Sander等[4]椎間盤分級通用且可靠，目前被廣泛使用。椎間盤損傷不僅會引起脊柱平衡性變差、預(yù)后不良，同時會影響外科醫(yī)師對于手術(shù)方式的選擇，嚴(yán)重的椎間盤損傷可能會選擇椎間盤切除或融合術(shù)，所以目前椎體骨折中椎間盤損傷引起越來越多的重視。

壓縮性骨折椎體高度丟失的評估方式很多，一些評估方法過于繁雜[12-13]不適合臨床使用，目前直接測量椎體高度的方法較為常見。其中，Hong等[14]研究認(rèn)為Ha/Hp應(yīng)作為一線測量方式，因其較為可靠。不過在上緣凹陷型壓縮性骨折中，Ha/Hp評估椎體丟失高度不準(zhǔn)確。事實上，不同患者的椎體，尤其是老年椎體，常伴有不同程度的骨質(zhì)疏松及脂肪浸潤，導(dǎo)致椎體的硬度不同，所以在丟失高度相同的椎體壓縮性骨折中，椎體承受的沖擊力是不同的。在本研究中，我們發(fā)現(xiàn)CTCR與椎間盤損傷相關(guān)，而Ha/Hp則不是一個預(yù)測指標(biāo)，與Mi等[15]的研究結(jié)果一致。已有研究[7-8]認(rèn)為椎體的CT值是評估骨密度及診斷骨質(zhì)疏松的有效手段。所以我們認(rèn)為，壓縮椎體的CTCR是一個評估椎體壓縮程度及診斷椎間盤損傷的較好指標(biāo)。

在其他CT征象中，僅VBT與椎間盤損傷相關(guān)，可能機(jī)制是椎間盤的作用主要是承受并分散負(fù)荷，起抗壓作用，對張力及扭轉(zhuǎn)力量對抗較差。如果椎體壓縮性骨折合并椎體的旋轉(zhuǎn)、平移或側(cè)方剪切暴力，則極易造成椎間盤損傷[16]。

本研究的不足之處在于：(1)傷椎丟失高度的評估方式較多，本研究僅比較了CTCR和Ha/Hp，CTCR與其他評估方式的比較有待于進(jìn)一步研究；(2)本研究群體中未發(fā)現(xiàn)PSF，未來需要大樣本研究揭示PSF與椎間盤損傷的關(guān)系。(3)目前椎間盤損傷的診斷標(biāo)準(zhǔn)、對于臨床治療的價值不統(tǒng)一，有待于未來進(jìn)一步研究得到統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。

總之，在胸腰段骨質(zhì)疏松壓縮性骨折的患者中，利用傷椎CTCR診斷椎間盤損傷較為可靠，鑒于CT檢查在臨床應(yīng)用的普遍性，測量椎體CT值，計算傷椎CTCR可較為便捷地為臨床醫(yī)師提供椎間盤損傷的信息。